与えられた式は、$-\sin{\theta} + \cos{\theta}$です。この式を解く問題です。しかし、$\theta$の値が指定されていないため、この式を簡単にするか、別の形に変換することになります。

解析学三角関数合成三角関数の合成変形
2025/3/10

1. 問題の内容

与えられた式は、sinθ+cosθ-\sin{\theta} + \cos{\theta}です。この式を解く問題です。しかし、θ\thetaの値が指定されていないため、この式を簡単にするか、別の形に変換することになります。

2. 解き方の手順

この式をrsin(θ+α)r\sin(\theta + \alpha)の形に変形することを考えます。
まず、sinθ+cosθ-\sin{\theta} + \cos{\theta}rsin(θ+α)=r(sinθcosα+cosθsinα)=rcosαsinθ+rsinαcosθr\sin(\theta + \alpha) = r(\sin{\theta}\cos{\alpha} + \cos{\theta}\sin{\alpha}) = r\cos{\alpha}\sin{\theta} + r\sin{\alpha}\cos{\theta}と置きます。
係数を比較すると、
rcosα=1r\cos{\alpha} = -1
rsinα=1r\sin{\alpha} = 1
となります。
これらの式を二乗して足し合わせると、
r2cos2α+r2sin2α=(1)2+12r^2\cos^2{\alpha} + r^2\sin^2{\alpha} = (-1)^2 + 1^2
r2(cos2α+sin2α)=1+1r^2(\cos^2{\alpha} + \sin^2{\alpha}) = 1 + 1
r2=2r^2 = 2
r=2r = \sqrt{2}r>0r>0とします)
次に、α\alphaを求めます。
tanα=rsinαrcosα=11=1\tan{\alpha} = \frac{r\sin{\alpha}}{r\cos{\alpha}} = \frac{1}{-1} = -1
α=3π4\alpha = \frac{3\pi}{4}
したがって、sinθ+cosθ=2sin(θ+3π4)-\sin{\theta} + \cos{\theta} = \sqrt{2}\sin(\theta + \frac{3\pi}{4})と変形できます。

3. 最終的な答え

2sin(θ+3π4)\sqrt{2}\sin(\theta + \frac{3\pi}{4})

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